幾個世紀以來，生物學家一直認為心臟是一個單純的循環(huán)器官，近年來關于心鈉素的研究，認訓到心臟除循環(huán)功能外，還具有內(nèi)分泌功能。心鈉素是脊椎動物心臟分泌的激素，主要在心房肌細胞內(nèi)合成，具有利尿、利鈉、舒張血管和降血壓作用。參與機體水電解質平衡、體液容量和血壓的調(diào)節(jié)（參看本章第四節(jié))。除心鈉素外，從哺乳動物的心肌組織中還提取分離出某些生物活性多肽，如抗心律失常肽和內(nèi)源性洋地黃素等，還發(fā)現(xiàn)心肌細胞內(nèi)有腎素～血管緊張素系統(tǒng)存在。有關心臟內(nèi)分泌功能的研究進展很快，大大加深豐富了對心臟功能的認識和了解。
心臟活動呈周期性，每個周期中心臟表現(xiàn)出以下三方面活動；①興奮的產(chǎn)生以及興奮向整個心臟擴布；②由興奮觸發(fā)的心肌收縮和隨后的舒張，與瓣膜的啟閉相配合，造成心房和心室壓力和容積的變化，從而推動血液流動；③伴隨瓣膜的啟閉，出現(xiàn)心音。心臟泵血作用是由心肌電活動、機械收縮和瓣膜活動三者相聯(lián)系配合才得以實現(xiàn)。明確每個周期中這三者的變化和相互關系，對于了解心臟如何實現(xiàn)其泵血功能，以及它們將對心臟泵血產(chǎn)生什么影響，都是非常必要的。心臟機械活動的周期稱為心動周期；生物是變化周期，稱為心肌電周期。
一、心動周期的概念
心臟一次收縮和舒張，構成一個機械活動周期，稱為心動周期。心房與心室的心動周期均包括收縮期和舒張期。由于心室在心臟泵血活動中起主要作用。故通常心動周期是指心室的活動周期而言。正常心臟的活動由一連串的的心動周期組合而成，因此，心動周期可以作為分析心臟機械活動的基本單元。
心動周期持續(xù)的時間與心跳頻率有關。成年人心率平均每分鐘75次，每個心動周期持續(xù)0.8s。一個心動周期中，兩心房首先收縮，持續(xù)0.1s，繼而心房舒張，持續(xù)0.1s，繼而心房舒張，持續(xù)0.7s。當心房收縮時，心室處于舒張期，心房進入舒張期后不久，心室開始收縮，持續(xù)0.3s,隨后進入舒張期，占時0.5s。心室舒張的前0.4s期間，心房也處于舒張期，這一時期稱為全心舒張期（圖4～1)。可見，一次心動周期中，心房和心室各自按一定的時程進行舒張與收縮相交替的活動，而心房和心室兩者的活動又依一定的次序先后進行，左右兩側心房或兩側心室的活動則幾乎是同步的。另一方面，無論心房或心室，收縮期均短于舒張期。如果心率增快，心動周期持續(xù)時間縮短，收縮期和舒張期均相應縮短，但舒張期縮短的比例較大；因此，心率增快時，心肌工作的時間相對延長，休息時間相對縮短，這對心臟的持久活動是不利的。
圖4～1 心動周期中心房和心室活動的順序和時間關系
了解心臟的泵血功能，需要弄清以下三個問題：①血液在心臟內(nèi)的單方向流動是怎樣實現(xiàn)的？②動脈內(nèi)壓力比較高，心臟怎樣將血液射入動脈的？③壓力很低的靜脈血液是怎樣返回心臟的？
現(xiàn)以左心室為例，說明心室射血和充盈的過程，以便了解心臟泵血的機制。
�。ㄒ�)左心室的射血和充盈過程
左心室的一個心動周期，包括收縮和舒張兩個時期，每個時期又可分為若干時相（圖4～2)。通常以心房開始收縮作為描述一個心動周期的起點。
1．心房收縮期心房開始收縮之前，心臟正處于全心舒張期，這時，心房和心室內(nèi)壓力都比較低，接近于大氣壓，即約oPa（以大氣壓為零)；然而，由于靜脈血不斷流入心房，心房壓相對高于心室壓，房室瓣處于開啟狀態(tài)，心房腔與心室腔相通，血液由心房順房～室壓力梯度進入心室，使心室充盈。而此時，心室內(nèi)壓遠比主動脈壓（約80mmHg即10.6kPa)為低，故半月瓣是關閉著的，心室腔與動脈腔不相連通。
心房開始收縮，心房容積縮小，內(nèi)壓升高，心房內(nèi)血液被擠入已經(jīng)充盈了血液但仍然處于舒張期狀態(tài)的心室，使心室的血液充盈量進一步增加。心房收縮持續(xù)約0.1s,隨后進入舒張期。
2．心室收縮期包括等容收縮相以及快速和減慢射血相。
�。�1)等容收縮相：心房進入舒張期后不久，心室開始收縮，心室內(nèi)壓力開始升高；當超過房內(nèi)壓時，心室內(nèi)血液出現(xiàn)由心室向心房返流的傾向，但這種返流正好推動房室瓣，使之關閉，血液因而不致于倒流。這時，室內(nèi)壓尚低于主動脈壓，半月瓣仍然處于關閉狀態(tài)，心室成為一個封閉腔，因血液是不可壓縮的液體，這時心室肌的強烈收縮導致室內(nèi)壓急劇升高，以致主動脈瓣開啟的這段時期，稱為等容收縮相。其特點是室內(nèi)壓大幅度升高，且升高速率很快。這一時相持續(xù)0.05s左右。
圖4～2犬心動周期各時相中，心臟（左側)內(nèi)壓力、容積和瓣膜等的變化
1：心房收縮期 2：等容收縮期 3：快速射血期 4：減慢射血期
5：等容舒張期 6：快速充盈期 7：減慢充盈期
a和b：分別表示主動脈瓣開啟和關閉 c和d：分別表示二尖瓣關閉和開啟（1mmHg=0.133kPa)
(2)射血相：等容收縮相期間室內(nèi)壓升高超過主動脈壓時，半月瓣被打開，等容收縮相結束，進入射血相。射血相的最初1/3左右時間內(nèi)，心室肌仍在作強烈收縮，由心室射入主動脈的血液量很大（約占總射血量的2/3左右)，流速也很快，此時，心室容積明顯縮小，室內(nèi)壓繼續(xù)上升達峰值，這段時期稱快速射血相（0.10s);由于大量血液進入主動脈,主動脈壓相應增高.隨后,由于心室內(nèi)血液減少以及心室肌收縮強度減弱,心室容積的縮小也相應變得緩慢,射血速度逐漸減弱,這段時期稱為減慢射血相(0.15s)，暈一時期內(nèi)，心室內(nèi)壓和主動脈壓都相應由峰值逐步下降。醫(yī)學全.在線網(wǎng).站.提供
早期的實驗表明，整個射血相內(nèi)，心室壓始終高于主動脈壓，這種心室～動脈壓力梯度是血液由心室進入動脈的推動力；然而，近代應用精確的壓力測量方法觀察到，在快速射血的中期或稍后，心室內(nèi)壓已經(jīng)低于主動脈壓（圖4～2)，不過此時，心室內(nèi)血液因為受以心室肌收縮的作用而具有較高的動能，依其慣性作用可以逆著壓力梯度繼續(xù)射入主動脈。
3．心室舒張期包括等容舒張相和心室充盈相，后者又再細分為快速充盈、減慢充盈和心房收縮充盈三個時相。
�。�1)等容舒張相：心室肌開始舒張后，室內(nèi)壓下降，主動脈內(nèi)血液向心室方向返流，推動半朋瓣關閉；這時室內(nèi)壓仍明顯高于心房壓，房室瓣仍然處于關閉狀態(tài)，心室又成為封閉腔。此時，心室肌舒張，室心壓極快的速度大幅度下降，但容積并不改變，從半月瓣關閉直到室內(nèi)壓下降到低于心房壓，房室瓣開啟時為止，稱為等容舒張相，持續(xù)約0.06～0.08s。
�。�2)心室充盈相：當室內(nèi)壓下降到低于心房壓時，血液順著房～室壓力梯度由心房向心室方向流動，沖開房室瓣并快速進入心室，心室容積增大，稱快速充盈相，占時0.11s左右;其間進入心室的血液約為總充盈量的2/3。隨后，血液以較慢的速度繼續(xù)流入心室，心室容積進一步增大，稱減慢充盈相（0.22s)。此后，進入下一個心動周期，心房開始收縮并向心室射血，心室充盈又快速增加。亦有人將這一時期稱為心室的主動快速充盈相（占時0.1s)。
從以上對心室充盈和射血過程的描述中，不難理解左心室泵血的機制。室壁心收縮和舒張，是造成室內(nèi)壓力變化，從而導致心房和心室之間以及心室和主動脈之間產(chǎn)生壓力梯度的根本原因；而壓力梯度是推動血液在相應腔室內(nèi)之間流動的主要動力，血液的單方向流動則是在瓣膜活動的配合下實現(xiàn)的。還應注意瓣膜的作用對于室內(nèi)壓力的變化起著重要作用，沒有瓣膜的配合，等容收縮相和等容舒張相的室內(nèi)壓大幅度升降，是不能完滿實現(xiàn)的。
